Miden por primera vez carga eléctrica efectiva de molécula en solución

Actualizado a las 17/01/2018 - 09:44

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GINEBRA, 16 ene (Xinhua) -- Por primera vez, científicos midieron con precisión la carga eléctrica efectiva de una sola molécula en solución, lo que abre paso a futuros diagnósticos médicos, según un boletín publicado hoy por la Fundación Nacional de Ciencia de Suiza.

La carga eléctrica es una de las propiedades clave que permite la interacción de las moléculas. La vida depende de este fenómeno porque muchos procesos biológicos involucran interacciones entre moléculas como las proteínas, en las que su carga desempeña un papel esencial. Sin embargo, la carga de las proteínas en un entorno acuoso, que es el contexto natural de un organismo viviente, es difícil de medir con precisión con los enfoques tradicionales.

Madhavi Krishnan, catedrática de la Universidad de Zúrich, desarrolló un método para medir con precisión la carga de una sola molécula en solución. Su avance fue descrito en una serie de artículos en Nature Nanotechnology, Physical Review E y la Journal of Chemical Physics.

Krishnan la estudiante de doctorado Francesca Ruggeri, aprovecharon el movimiento browniano para realizar la medición. Primero, atraparon la molécula en un "potencial pozo". El pozo es una situación en la que la energía potencial de la molécula se encuentra a su mínimo. En tal situación, las moléculas del agua intentan expulsar a la molécula del pozo.

Entre mayor sea la carga efectiva de la molécula, mayor será la profundidad del potencial pozo y, en consecuencia, menor la probabilidad de que la molécula sea expulsada del pozo. Es decir, que el tiempo necesario para que la molécula sea sacada del pozo está directamente relacionado con su carga efectiva.

Para crear un potencial pozo, las científicas comprimieron una solución que contenía proteínas entre dos placas de vidrio, una de las cuales estaba cubierta con agujeros microscópicos. Las moléculas atrapadas fueron etiquetadas con agentes fluorescentes, con lo que pudieron ser rastreadas con un microscopio óptico.

El descubrimiento tiene importantes implicaciones fundamentales y podría conducir a nuevas herramientas de diagnóstico de muchas enfermedades causadas por proteínas deformes, como el Alzheimer y el cáncer.

"Sabemos que la conformación en tercera dimensión de una proteína influye en su carga efectiva. Nuestro trabajo presenta una nueva ruta para detectar proteínas defectuosas", dijo Krishnan. Fin